Propriedades das soluções tampão

RKA2JV - E aí, pessoal, tudo bem? Nesta aula, vamos estudar as propriedades das soluções tampão. E o que significa esse tipo de solução? Nada mais é do que uma quantidade significativa de um ácido fraco e sua base conjugada. Digamos que temos aqui um ácido fraco genérico, que eu vou chamar de HA, e aqui, a sua base conjugada, A⁻. Vamos utilizar alguns diagramas para entender como tudo isso funciona. Neste primeiro aqui, quantas moléculas de ácido tem? Uma, duas, três, quatro e cinco. 5 HA. E uma, duas, três, quatro e cinco A⁻. Quando olhamos para um diagrama de partículas de um tampão, geralmente as moléculas de água são omitidas, para um maior entendimento. Neste aqui, também omitimos os cátions. Lembre-se também que este diagrama serve apenas para representar uma pequena parte da solução, para que possamos ter uma ideia do que está acontecendo em toda a solução. Portanto, temos 5 partículas de HA e 5 de A⁻ em nossa solução aquosa. E ter a mesma quantidade de ácido fraco e base conjugada nos dá uma boa solução tampão. E o que acontece se adicionarmos uma pequena quantidade de ácido? Eu posso colocar um H⁺ aqui na nossa solução. Quando isso acontece, a base reagirá com esse H⁺ para neutralizá-lo. Assim, o H⁺ reage com o A⁻ para formar o HA. Basicamente, no nosso diagrama, este H⁺ adicionado reage com um A⁻ presente em nossa solução. Com isso, formam um HA, ficando com um total de 6. É o que podemos ver neste outro diagrama: 6 HA na solução. E note que perdemos um A⁻, ficando com 4. Então, 4 A⁻. Começamos com 5 HA e 5 A⁻ e, com a adição de uma pequena quantidade de ácido, que foi neutralizado pela base que estava presente, formamos 6 AH e 4 A⁻. Assim, uma solução tampão resiste a mudanças no pH. O H⁺ adicionado foi neutralizado pela base. Agora, se essa solução tampão não estivesse presente, se tivéssemos apenas um pouco de água e adicionássemos um pouco de H⁺, aí sim, o pH teria mudado drasticamente. Uma maneira de escrever a reação de neutralização ácido-base que ocorreu é escrever o H⁺ + A⁻, que vai para o HA. No entanto, como o H₃O⁺ e o H⁺ são usados de forma intercambiável em Química, também poderíamos ter escrito a equação iônica líquida como: H₃O⁺ + A⁻, que vai para HA + H₂O. Agora, vamos voltar ao nosso diagrama de partículas do meio com 5 HA mais 5A⁻. Desta vez, vamos tentar adicionar alguns íons hidróxidos à solução. Então, adicionamos uma pequena quantidade de base à nossa solução. O ânion hidróxido irá reagir com o ácido fraco que está presente, ou seja, o HA, Para formar H₂O e A⁻. Olhando nos diagramas, seria como se o OH⁻ reagisse com um dos HA para formar H₂O e um A⁻. Como estamos usando um destes HA, passaremos de 5 HA para 4. Deixe-me colocar isso aqui: 4 HA. E, quando o HA reagir, vai se transformar em um A⁻. Com isso, vamos de 5 A⁻ para 6. É só você contar aqui. Vamos ficar, agora, com 6 no total. E, se não houver tampão presente e estivemos apenas adicionando ânions de hidróxido de água, o pH mudará drasticamente. No entanto, como temos uma solução tampão, uma vez que há um ácido fraco (o HA presente), ele vai neutralizar os ânions hidróxidos adicionados e, com isso, a solução resiste à mudança de pH. Então, deixe-me resumir tudo aqui. Se adicionarmos uma pequena quantidade de ácido (H⁺) a uma solução tampão, a base conjugada presente (A⁻) neutraliza o ácido adicionado, o que faz com que a solução resista a uma mudança de pH. Agora, digamos que temos uma solução aquosa de ácido acético aqui e uma solução aquosa de acetato de sódio aqui. E digamos que temos mols iguais de ácido acético e de acetato de sódio. A mistura dessas duas soluções formaria uma solução tampão. Para entender o porquê disso, vamos primeiro pensar no ácido acético. Ele é um ácido fraco, portanto, ioniza apenas parcialmente em soluções aquosas. Portanto, neste caso, temos principalmente ácido acético, que é CH₃COOH. O acetato de sódio é um sal solúvel e, portanto, dissocia-se completamente em uma solução aquosa. Portanto, na nossa solução, vamos ter cátions de sódio e ânions acetato CH₃COO⁻. O ânion acetato é a base conjugada do ácido acético. Portanto, em solução aquosa, temos um ácido fraco e sua base conjugada e, portanto, uma solução tampão. Se tentarmos adicionar uma pequena quantidade de ácido a essa solução, a base conjugada presente reagirá com o ácido e o neutralizará. Assim, na equação iônica líquida balanceada, o íon hidrônio é adicionado (H₃O⁺), que reage com o ânion acetato para formar ácido acético e água. Com isso, este íon adicionado foi neutralizado e a solução tampão resistiu a uma mudança de pH. E, se tentarmos adicionar uma pequena quantidade de base à solução, o ácido fraco presente neutralizará a base adicionada. Assim, na equação iônica líquida balanceada, ânions hidróxidos reagem com o ácido acético para formar o ânion acetato e água. Com isso, a base adicionada foi neutralizada. Então, para resumir: o sistema de tampão ácido acético-acetato resiste a mudanças drásticas no pH quando pequenas quantidades de ácidos ou bases são adicionadas. Eu espero que esta aula tenha lhes ajudado e até a próxima, pessoal!